DE102021109170A1

DE102021109170A1 - Verfahren zum analysieren einer herstellbarkeit von produkten

Info

Publication number: DE102021109170A1
Application number: DE102021109170.5A
Authority: DE
Inventors: Felix Loesch; Irlan Grangel Gonzalez
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2022-10-13
Also published as: WO2022218706A1

Abstract

Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Computer-implementiertes Verfahren zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines auf einem Computer implementierten Maschinen-Wissensgraphen, der Informationen über eine Mehrzahl von Maschinen enthält. Der Maschinen-Wissensgraph umfasst ein konzeptionelles Modell, das eine Mehrzahl von Konzepten umfasst, wobei jedes Konzept eine entsprechende Maschinenfähigkeit aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten abbildet, wobei die Konzepte mit Attributen versehen sind und deren jeweilige Beziehungen untereinander definiert sind. Der Maschinen-Wissensgraph des ersten Aspekts umfasst weiterhin eine Mehrzahl von Maschineninstanzen, die den jeweiligen Konzepten in dem konzeptionellen Modell zugeordnet sind. Jede Maschineninstanz weist Datenpunkte von Maschinenfähigkeiten der entsprechenden Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen auf. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines oder mehrerer Merkmale eines herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen. Schließlich umfasst das Verfahren das Ermitteln einer Herstellbarkeit eines Produkts anhand der in dem Maschinen-Wissensgraphen enthaltenen Informationen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Techniken zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten. Zugehörige Aspekte betreffen ein Computer-Programm und ein Computer-implementiertes System.
Hintergrund
Ein typisches Problem bei der Entwicklung neuer Produkte oder Produktvarianten besteht darin, eine Herstellbarkeitsanalyse von Produkten oder Produktvarianten auf einer oder mehreren Maschinen, z. B. auf einer oder mehreren Industriemaschinen in einer bestimmten Industrieanlage, durchzuführen. Diese Aufgabe kann als ein Simulationsprozess verstanden werden, in den die technischen Merkmale eines neuen Produkts und die technischen Fähigkeiten einer oder mehrerer verfügbarer Maschinen einfließen, um die festzustellen, ob die eine oder mehrere Maschinen das neue Produkt oder die neue Produktvariante herstellen können. In einigen Methoden des Standes der Technik wird diese Aufgabe durch eine zeitaufwändige und fehleranfällige Analyse angegangen, die teilweise manuell durchgeführt wird. Beispielsweise führen Produktionsingenieure die Analyse durch, indem sie eine große Anzahl verschiedener Datenquellen und insbesondere Expertenwissen konsultieren, um festzustellen, ob das neue Produkt oder die Produktvariante auf einer bestimmten Maschine hergestellt werden kann. Dies kann in der Praxis zu einem hohen Aufwand bei der Beantwortung von Herstellbarkeitsfragen führen. Der Hauptgrund für den hohen Aufwand besteht darin, dass die für die Entscheidung über die Herstellbarkeit erforderlichen Daten bei einigen Verfahren des Standes der Technik in der Regel fehlen oder nicht in einer Form vorliegen, die eine automatisierte Verarbeitung mittels Computer-implementierter Systeme erlaubt. Darüber hinaus können die Daten über unterschiedliche Computer-implementierte Systeme verteilt sein, die nur wenig oder gar nicht miteinander kommunizieren, was zur Einführung von semantischen Heterogenitätskonflikten führen kann (z. B. Benennung gleicher Entitäten auf unterschiedliche Weise).
Einige Techniken des Standes der Technik sind aufgrund der zunehmenden Varianz der Produkten und der Komplexität von Maschinen nicht effizient bei der Entscheidung über die Herstellbarkeit von Produkten oder Produktvarianten, weil aufwändige Berechnungen erforderlich sein können, um festzustellen, ob eine bestimmte Maschine oder eine bestimmte Gruppe von Maschinen für die Herstellung des betrachteten Produkts geeignet ist.
Daher besteht ein Bedarf an der Entwicklung neuer effizienter und insbesondere automatisierter Techniken, die einige oder alle der oben genannten Probleme lösen können.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein erster allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Computer-implementiertes Verfahren zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines auf einem Computer implementierten Maschinen-Wissensgraphen, der Informationen über eine Mehrzahl von Maschinen enthält. Der Maschinen-Wissensgraph umfasst ein konzeptionelles Modell, das eine Mehrzahl von Konzepten umfasst, wobei jedes Konzept eine entsprechende Maschinenfähigkeit aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten abbildet, wobei die Konzepte mit Attributen versehen sind und deren jeweilige Beziehungen untereinander definiert sind. Der Maschinen-Wissensgraph des ersten Aspekts umfasst weiterhin eine Mehrzahl von Maschineninstanzen, die den jeweiligen Konzepten in dem konzeptionellen Modell zugeordnet sind. Jede Maschineninstanz weist Datenpunkte von Maschinenfähigkeiten der entsprechenden Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen auf. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines oder mehrerer Merkmale eines herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen. Schließlich umfasst das Verfahren das Ermitteln einer Herstellbarkeit eines Produkts anhand der in dem Maschinen-Wissensgraphen enthaltenen Informationen.
Ein zweiter allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Computer-Programm, welches dafür ausgelegt ist, um das Computer-implementierte Verfahren gemäß dem ersten allgemeinen Aspekt der vorliegenden Offenbarung auszuführen.
Ein dritter allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Computer-implementiertes System zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten, das dazu ausgelegt ist, um das Computer-Programm gemäß dem zweiten allgemeinen Aspekt der vorliegenden Offenbarung auszuführen.
Die Techniken der ersten bis dritten allgemeinen Aspekte können einen oder mehrere der folgenden Vorteile haben.
Erstens bieten die Techniken der vorliegenden Offenbarung die Möglichkeit, ein Verfahren zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten unter Verwendung von Expertenwissen über Produktmerkmalen und Maschinenfähigkeiten, die in einem Wissensgraphen enthalten sind, bereitzustellen, so dass das Analysieren der Herstellbarkeit automatisch auf einem Computer-implementierten System ausgeführt werden kann, anstatt einen langwierigen Prozess zu verwenden, der das Analysieren von und das Kommunizieren zwischen vielen verschiedenen Systemen erfordert. Somit kann bei den vorliegenden Techniken der Aufwand für das Analysieren der Herstellbarkeit deutlich reduziert werden. In anderen Worten kann eine Simulation durchgeführt werden, um festzustellen, ob die technischen Fähigkeiten einer bestimmten Maschine für die Herstellung eines bestimmten Produkts oder eine Produktvariante hinreichen.
Zweitens können die vorliegenden Techniken es ermöglichen, effizient herauszufinden, auf welcher Maschine oder einer Gruppe von Maschinen ein bestimmtes Produkt mit bestimmten Merkmalen hergestellt werden kann. Darüber hinaus können die vorliegenden Techniken die Gründe herausfinden, warum es nicht möglich ist, ein bestimmtes Produkt auf einem gegebenen Satz von Maschinen herzustellen, indem die entsprechenden Berechnungen durchführt werden. Basierend auf diesen Berechnungen können die Techniken der vorliegenden Offenbarung Vorschläge machen, wie bestimmte Maschinen neu konfiguriert werden müssen, um zusätzliche Produktvarianten herzustellen, was zu einer höheren Auslastung der vorhandenen Fertigungsanlagen (z.B. der in einer bestimmten Industrieanlage vorhandenen Maschinen) führt. Darüber hinaus können die vorliegenden Techniken den Ingenieuren wertvolle Informationen zu der Frage liefern, wie die Produktvarianten in einer frühen Phase so umgestaltet werden können, dass sie auf den vorhandenen Fertigungsanlagen hergestellt werden können.
Einige Begriffe werden in der vorliegenden Offenbarung in folgender Weise verwendet:

Der Begriff „Produkt“ umfasst jedes Erzeugnis oder Gut, das auf industrielle Weise (z.B. in einem automatisierten oder teilweise automatisierten Herstellungsprozess) auf einer oder mehreren (Industrie-)Maschinen hergestellt wird. Das Produkt kann beispielsweise eine elektrische oder elektromechanische Komponente sein. Das Produkt kann eine fertige Vorrichtung sein (die zum Ausführen einer bestimmten Funktion ausgelegt ist). In anderen Beispielen kann das Produkt eine Zwischenstufe eines Herstellungsprozesses sein, das zur Weiterverarbeitung ausgelegt ist. In manchen Fällen kann das Produkt ein Computer, ein Tabletcomputer, ein Smartphone oder ein Elektrogerät sein (z.B. ein Werkzeug, ein Haushaltsgerät oder ein Gartengerät). In anderen Beispielen kann das Produkt eine Fahrzeugkomponente sein (unter dem Begriff „Fahrzeug“ wird jede zum Transport von Passagieren und/oder Frachtgut ausgelegte Vorrichtung verstanden, zum Beispiel kann das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein zumindest teilweise autonom operierendes / assistiertes Kraftfahrzeug, sein). In wieder anderen Beispielen kann ein Produkt eine Vorrichtung zum Einsatz in einer industriellen Umgebung (zum Beispiel einer Fertigungsstraße) sein. Unter dem Begriff „Produkt“ werden auch alle internen (z.B. mechanischen oder elektrischen) Komponenten oder Bestandteile der oben genannten Geräte oder Vorrichtungen verstanden (z.B. einen Motor, eine Steuervorrichtung, ein Getriebe, ein Kamera-basiertes System, eine Motorsteuerung, ein Assistenzsystem, einen Sensor, eine Lampe, eine Batterie, eine Leiterplatte, ein Gehäuse). Eine interne Komponente (oder ein Bestandteil) kann auch ein Teil der oben beschriebenen Systeme oder eine Kombination von mehreren der oben beschriebenen Systeme (oder Teile derer) sein.

Der Begriff „Produktvariante“ umfasst eine Abwandlung eines Produktes in Bezug auf eine oder mehrere technische oder andere Merkmale (z.B. Abmessungen, verwendete Materialien usw.).
Demensprechend umfasst der Begriff „Produktmerkmale“ alle Merkmale, die ein Produkt, seine Komponenten oder Bestandteile definieren (z.B., deren Abmessungen, Form, Gewicht, oder Material usw.) und die bei der Herstellung des Produkts berücksichtigt werden sollten.
Unter dem Begriff „Maschine“ wird jede Industriemaschine verstanden, welche zur Herstellung eines Produkts geeignet ist. Die Maschine der vorliegenden Offenbarung kann eine vollautomatische oder teilautomatische Industriemaschine sein, welche, z.B., von einem System wie einem Computer gesteuert wird. Der Begriff „Maschine“ umfasst auch eine Gruppe von Industriemaschinen (z.B. einer Industrieanlage oder Fertigungsstraße mit miteinander verketteten Industriemaschinen), welche in einem einzigen Herstellungsprozess miteinander verbunden sein können. Zum Beispiel kann die Industriemaschine oder die Gruppe von Industriemaschinen dazu ausgelegt, um verschiedene Komponenten eines Geräts herzustellen.
Demensprechend umfasst der Begriff „Maschinenfähigkeit“ jede Eigenschaft einer Maschine, beispielweise einer Industriemaschine wie oben erläutert, welche für eine Herstellbarkeit eines Produkts eine Rolle spielen (z.B. Arbeitsbereich, vorhandene Werkezuge und oder Fähigkeiten der vorhandenen Werkzeuge oder komplexere Informationen, welche für eine Herstellbarkeit eines Produkts oder einer Produktkomponente eine Rolle spielen).
„Herstellen“ in der vorliegenden Offenbarung umfasst sowohl Prozesse, in denen Material umgeformt oder anders verändert wird (z.B. ein Spritzgussverfahren) als auch Prozesse, in denen Komponenten verbunden oder zusammengebaut werden.
Unter dem Begriff „Wissensgraph“ sind im Folgenden alle Ansätze bezeichnet, die Datenpunkte (z.B., Daten, welche jeweilige Produktmerkmale eines konkreten Produkts abbilden oder Maschinenfähigkeiten einer konkreten Maschine oder eines Maschinentyps darstellen) auf einer semantischen Ebene beschreiben, d.h. Ansätze, bei denen die Datenpunkte selbst in konzeptionelle Modelle übermittelt werden, um sie nutzbar zu machen. Die Datenpunkte können als Dateninstanzen von Konzepten interpretiert werden, welche in einem konzeptionellen Modell mit entsprechenden Beziehungen untereinander definiert sind. Darüber hinaus können den Konzepten Attribute zugeordnet werden. Dabei besteht ein Wissensgraph aus seinem konzeptionellen Modell (oder Ontologie in anderer Terminologie) und den Dateninstanzen der in dem konzeptionellen Modell definierten Konzepte. Weitere Erläuterungen sind weiter unten zu finden.
Figurenliste

1a ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Computer-implementiertes Verfahrens zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten gemäß dem ersten Aspekt darstellt. 1b und 1c sind Flussdiagramme, die weitere mögliche Verfahrensschritte gemäß dem ersten Aspekt zeigen.
2 zeigt schematisch eine Struktur eines Maschinen-Wissensgraphen 1 mit einem konzeptionellen Modell 10 und einer Mehrzahl von Maschineninstanzen 20. Eine Struktur eines Wissensgraphen von Produktmerkmalen 2 mit einem konzeptionellen Modell von Produktmerkmalen 30 und einer Mehrzahl von Produktinstanzen 40 ist auch dieser Figur zu entnehmen.
3 zeigt schematisch 20 mögliche Ausgestaltungen und weitere Aspekte eines Computer-implementiertes Verfahrens zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten.

Ausführliche Beschreibung
Zunächst werden anhand von 1a bis 1c die Techniken zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten beschrieben. Sodann werden beispielhafte Strukturen des Maschinen-Wissensgraphen 1 und des Wissensgraphen von Produktmerkmalen 2 anhand von 2 besprochen. Zuletzt werden in Bezug auf 3 mögliche Ausgestaltungen und weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung dargestellt.
Wie in den 1a bis 1c skizziert, betrifft ein erster allgemeiner Aspekt ein Computer-implementiertes Verfahren zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten. Herstellbarkeit im Sinne der vorliegenden Offenbarung bedeutet eine Möglichkeit ein Produkt, beispielweise mit jeweiligen Produktkomponenten, durch einen Herstellungsprozess (z.B. auf einer vollautomatischen oder teilautomatischen Industriemaschine oder einer Gruppe solcher Industriemaschinen) zu fertigen. Die Verfahrensschritte des entsprechenden unabhängigen Anspruchs sind in den durch durchgezogene Linien gezeichneten Kästen in 1a bis 1c dargestellt, während die Verfahrensschritte einiger abhängiger Ansprüche in den durch gestrichelte Linien dargestellten Kästen gezeigt sind.
Das Verfahren umfasst zunächst das Bereitstellen 100 eines auf einem Computer implementierten Maschinen-Wissensgraphen 1, der Informationen über eine Mehrzahl von Maschinen enthält. Die Bezeichnung „Maschinen-Wissensgraph“ bedeutet, dass sich dieser Wissensgraph auf eine Maschine oder einen Maschinentyp bezieht, und dient lediglich zur Unterscheidung von anderen Wissensgraphen in Fällen, in denen mehrere Wissensgraphen verwendet werden. Die Maschinen können beispielweise Werkzeugmaschinen (z.B. Fräs- oder Drehmaschinen, mechanische Pressen und Maschinenhämmer zum Schmieden, sowie Erodiermaschinen) oder Kraftmaschinen (z.B. elektrische Kraftmaschinen) sein. Wie oben erwähnt kann in manchen Beispielen der Maschinen-Wissensgraph ein konzeptionelles Modell 10 mit einer Mehrzahl von Konzepten 11, 12 umfassen. In einem Beispiel kann jedes Konzept eine entsprechende Maschinenfähigkeit aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten abbilden. Darüber hinaus können die Konzepte mit Attributen 13-15 versehen werden und deren jeweilige Beziehungen untereinander definiert sein. Ein Konzept kann dabei als Knoten 11, 12 des Wissensgraphen 1 betrachtet werden und eine Beziehung zwischen den Konzepten als Kanten, welche die Konzepte (oder Knoten) miteinander verbinden. In manchen Beispielen kann sich eine Maschinenfähigkeit auf eine Maschinenfähigkeit eines Maschinentyps beziehen. Die Maschinenfähigkeit kann sich beispielsweise auf eine Größe und/oder ein Material des Produkts beziehen, welche die Maschine aufnehmen bzw. verarbeiten kann (z.B. bei einem Herstellungsprozess). In einem anderen Beispiel kann die Maschinenfähigkeit ein Arbeitstemperaturintervall sein, das die Maschine während eines Herstellungsprozesses bereitstellen kann (z.B. wenn ein Produkt oder Produktkomponenten unter einem bestimmten Temperaturintervall hergestellt werden muss, z.B. gekühlt). In noch weiteren Beispielen kann sich die Maschinenfähigkeit auf funktionale Produktmerkmale beziehen, die die Maschine während des Herstellungsprozesses bereitstellen kann. Zum Beispiel müssen in manchen Fällen die Produktkomponente auf eine bestimmte Art und Weise zusammengebaut werden, um die geforderten Produktfunktionen zu erfüllen (z. B. muss ein Gehäuseoberteil mit dem Unterteil mit Schrauben festgezogen werden, um zu verhindern, dass die beiden Teile bei hohen Temperaturen auseinanderfallen). Zudem können die Maschinenfähigkeiten einer Maschine von einem System, wie z.B. einem Computer-implementierten System, abgefragt werden und die Maschine kann als Ergebnis dieser Anfrage Informationen bezüglich der Maschinenfähigkeiten an das System richten (z.B., wenn die Maschine in Betrieb ist). In einem anderen Beispiel kann eine Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten einer Maschine oder eines Maschinentyps, die für die Herstellung eines Produkts relevant sind, von Fertigungsingenieuren definiert 50 werden. In einem Beispiel kann eine Maschinenfähigkeit einer Maschine durch einen Arbeitsbereich für eine Herstellung eines Produkts gegeben werden (in 2 ist das entsprechende Konzept als „Arbeitsbereich“ 11 bezeichnet). In diesem Zusammenhang kann das Konzept „Arbeitsbereich“ weiter mit dem Attribut versehen werden, das einen maximalen Arbeitsbereich (beispielweise eine minimale oder maximale Länge, Breite oder Höhe von Produkten oder Produktkomponenten oder eine Kombination dieser Merkmale) umfassen kann, den eine Maschine aufnehmen und/oder bearbeiten kann (in 2 ist das entsprechende Attribut als „Wert-Fähigkeit“ 14 bezeichnet). Des Weiteren kann eine Maschinenfähigkeit einer Maschine ein Gehäusematerial sein, welches sie bearbeiten kann: Dieses Konzept ist auf 2 als „Gehäusematerial“ 12 bezeichnet. Das Konzept „Gehäusematerial“ kann wiederum mit einem Attribut versehen werden, das beispielweise Informationen über eine Anzahl möglicher Materialien (z. B. Metall, Kunststoff und/oder Materialien, die mit einem bestimmten Verfahren hergestellt werden, wie bspw. Druckguss) bereitstellt, die eine Maschine verarbeiten kann (in 2 als „Aufzählungs-Fähigkeit“ 15 bezeichnet). Die Beziehung zwischen den Konzepten kann derart sein, dass in manchen Beispielen ausgewählte Merkmale eines Konzepts die Auswahl eines anderen Konzepts vorbestimmen (zum Beispiel kann eine Maschine verschiedene Arbeitsbereiche des Konzepts „Arbeitsbereich“ aufweisen, welche vom ausgewählten Material des Konzeptes „Gehäusematerial“ abhängig sind). Auf diese Weise kann das konzeptionelle Modell alle möglichen Maschinenfähigkeiten 51 umfassen, die von einem Maschinentyp oder einer Maschine angeboten werden. In manchen Beispielen können die Maschinenfähigkeiten den Maschinentypen zugeordnet werden. Die Zuordnung von Maschinenfähigkeiten zu Maschinentypen kann verwendet werden, wenn alle Maschinen eines bestimmten Maschinentyps die gleichen Maschinenfähigkeiten bieten. Wenn das nicht zutrifft, können Maschinenfähigkeiten z. B. individuell konkreten Maschinen zugeordnet werden. In einem Beispiel kann das konzeptionelle Modell die Konzepte enthalten, die sich auf die Maschinen beziehen, welche zu derselbe Gruppe von Maschinen gehören. In anderen Beispielen kann das konzeptionelle Modell die Konzepte enthalten, die sich auf die Maschinen beziehen, welche zu verschiedenen Gruppen von Maschinen gehören. Die Gruppen von Maschinenkönnen sich beispielweise in derselben Industrieanlage oder in verschiedenen Industrieanlagen befinden.
In der vorliegenden Offenbarung kann der Maschinen-Wissensgraph eine Mehrzahl von Maschineninstanzen 20 umfassen, die den jeweiligen Konzepten in dem konzeptionellen Modell zugeordnet sind. In manchen Beispielen kann jede Maschineninstanz 21 Datenpunkte von Maschinenfähigkeiten 22-24 der entsprechenden Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen aufweisen. Mit anderen Worten kann ein konzeptionelles Modell, das allgemeine Merkmale der Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten darstellt, instanziiert 52 werden, indem konkrete Maschineninstanzen der im konzeptionellen Modell enthaltenen Konzepte definiert werden, welche sich auf eine bestimmte Maschine oder einen bestimmten Maschinentyp beziehen. In manchen Beispielen kann eine solche Verbindung zwischen einer bestimmten Maschine und den entsprechenden Konzepten über Maschinentypen erfolgen, falls die Maschinenfähigkeiten den Maschinentypen zugeordnet wurden. In anderen Beispielen kann diese Verbindung direkt zu einer betrachteten Maschine bereitgestellt werden, falls die Maschinenfähigkeiten direkt den Maschinen zugeordnet sind. Wie in der 2 dargestellt, kann die Maschineninstanz einer bestimmten Maschine beispielsweise durch die Datenpunkte gegeben sein, die die Maschinenfähigkeiten „Arbeits-Bereich1“ 22, „Gehäuse-Material1“ 23 und „Gehäuse-Material2“ 24 enthalten, welche jeweils mit den Konzepten „Arbeitsbereich“ 11 und „Gehäuse-Material“ 12 des konzeptionellen Modells verbunden sind. In dem Ausführungsbeispiel von 2 umfassen die Datenpunkte „Arbeits-Bereich1“ die Definition der Maximalwerte des Arbeitsbereichs einer bestimmten Maschine, d. h. Länge von 120 mm, Breite von 250 mm und Höhe von 50 mm. In anderen Beispielen kann der Arbeitsbereich durch andere Größen definiert werden. Zudem definieren die Datenpunkte „Gehäuse-Material1“ und „Gehäuse-Material2“ das von einer bestimmten Maschine verarbeitete Gehäusematerial, in diesem Beispiel nämlich Metall bzw. Kunststoff. In anderen Beispielen können andere Materialien verwendet werden. Dadurch können die Maschineninstanzen konkreter Maschinen (z.B. einige oder alle Maschinen der Mehrzahl von Maschinen) im Wissensgraphen gespeichert werden, und dieser kann in einem Computer-implementierten System zusammen mit dem konzeptionellen Modell implementiert 53, 54 werden (z.B. in einem auf dem Computer-implementierten System ausgeführten Computer-Programm).
Der nächste Schritt des Computer-implementierten Verfahrenes umfasst das Bereitstellen 200 eines oder mehrerer Merkmale eines herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen. Zu diesen Produktmerkmalen können z. B. die Abmessungen oder die Form eines Produkts oder von Produktkomponenten (z. B. Länge, Breite und Höhe), das Produktmaterial eines Produkts oder der Produktkomponente (z. B. Metall, Kunststoff oder Druckguss), das Gewicht eines Produkts oder andere Produktmerkmalen gehören, welche physikalische (z.B. mechanische oder elektrische) oder chemische Eigenschaften des Produktes (oder seiner Komponenten) beschreiben, die bei der Herstellung des Produkts relevant sind. In manchen Beispielen kann eine Mehrzahl von Produktmerkmalen eines Produkts von Produktingenieuren definiert 60 werden. Zuletzt kann eine Herstellbarkeit eines Produkts anhand der in dem Maschinen-Wissensgraphen enthaltenen Informationen ermittelt 300 werden. Der Maschinen-Wissensgraph 1 der vorliegenden Offenbarung kann konfiguriert werden, um das eine oder die mehreren Merkmale des Produkts zu empfangen. Ferner kann der Maschinen-Wissensgraph 1 ausgelegt sein, um empfangen Merkmale des Produkts in das konzeptionelle Modell und/oder in die Dateninstanzen zu übertragen.
In der vorliegenden Techniken kann das Bereitstellen 200 des einen oder der mehreren Merkmale des herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen weiter das Bereitstellen 210 eines Wissensgraphen von Produktmerkmalen 2 umfassen. Dieser kann Informationen über eine Mehrzahl von Produkten enthalten. Ähnlich wie oben im Zusammenhang mit dem Maschinen-Wissensgraphen 1 beschrieben, kann in manchen Beispielen der Wissensgraph von Produktmerkmalen ein konzeptionelles Modell von Produktmerkmalen 30 enthalten, das eine andere Mehrzahl von Konzepten 31, 32 umfasst. In einem Beispiel kann jedes Konzept aus der anderen Mehrzahl von Konzepten ein entsprechendes Produktmerkmal aus einer Mehrzahl von Produktmerkmalen abbilden. Darüber hinaus können die Konzepte aus der anderen Mehrzahl von Konzepten mit Attributen versehen werden und deren jeweilige Beziehungen untereinander definiert sind. Ein Konzept aus der anderen Mehrzahl von Konzepten kann dabei als Knoten 31, 32 des Wissensgraphen von Produktmerkmalen 2 betrachtet werden und eine Beziehung zwischen den Konzepten als Kanten, welche die Konzepte (oder Knoten) miteinander verbinden. In manchen Beispielen können typische Produktmerkmalen auf Basis der Anforderungen für die Mehrzahl von Produkten (z. B. ein Produktcluster) definiert werden. In einem Beispiel kann ein Produktmerkmal eines Produkts durch eine Produktgröße gegeben werden (in 2 ist der entsprechende Konzept als „Produkt-Größe“ 31 bezeichnet). Weiterhin kann ein Produktmerkmal eines Produkts ein Produktmaterial umfassen (siehe Bezeichnung „Produkt-Material“ 32 in 2 für das entsprechende Konzept), das zur Herstellung des Produkts benötigt wird. Darüber hinaus können ein oder mehrere Konzepte des konzeptionellen Modells von Produktmerkmalen Informationen über Anforderungen in Bezug auf Produktkomponenten eines Produkts enthalten, die auf eine bestimmte Art und Weise zusammengebaut werden sollten, um die geforderten Produktfunktionen zu erfüllen (z. B. muss das Gehäuseoberteil mit Schrauben am Unterteil befestigt werden, um zu verhindern, dass die beiden Teile bei hohen Temperaturen auseinanderfallen). Mit anderen Worten kann das konzeptionelle Modell von Produktmerkmalen auf Basis der Produktmerkmale definiert 61 werden, die als allgemeine Designoptionen oder Designalternativen formuliert sind. Das Gehäuse eines Produkts kann beispielweise aus verschiedenen Materialien bestehen, wie Kunststoff, Metall oder Druckguss. Mit diesem Ansatz der vorliegenden Techniken kann das konzeptionelle Modell von Produktmerkmalen der Mehrzahl von Produkten als „Baukasten“ für neue herzustellende Produkte oder Produktvarianten dienen, welche basierend auf der durch das konzeptionelle Modell von Produktmerkmalen angebotenen Gestaltungsmöglichkeiten gebaut werden können.
In der vorliegenden Offenbarung kann der Wissensgraph von Produktmerkmalen eine Mehrzahl von Produktinstanzen 40 umfassen, die den jeweiligen Konzepten aus der anderen Mehrzahl von Konzepten in dem konzeptionellen Modell von Produktmerkmalen zugeordnet sind. In manchen Beispielen kann jede Produktinstanz (41) Datenpunkte (42, 43) von Produktmerkmalen des entsprechenden Produkts aus der Mehrzahl von Produkten aufweisen. Mit anderen Worten kann ein konzeptionelles Modell von Produktmerkmalen, das allgemeine Produktmerkmale der Mehrzahl von Produkten darstellt (z.B. als allgemeine Designoptionen oder Designalternativen), instanziiert werden, indem konkrete Produktinstanzen der im konzeptionellen Modell von Produktmerkmalen enthaltenen Konzepte definiert werden, welche sich auf ein bestimmtes Produkt (oder einen bestimmten Produktcluster) beziehen. In manchen Beispielen können die Produktinstanzen konkreter Produkte anhand einer Eingabe eines Produktingenieurs (z.B. unter Verwendung einer Nutzer-Schnittstelle eines Computer-implementierten System) bereitgestellt und im Wissensgraphen von Produktmerkmalen gespeichert werden. Des Weiteren kann der Wissensgraph von Produktmerkmalen beispielweise in einem Computer-implementierten System zusammen mit dem konzeptionellen Modell von Produktmerkmalen implementiert 62 werden (z.B. in einem auf dem Computer-implementierten System ausgeführten Computer-Programm). In manchen Beispielen kann der Wissensgraph von Produktmerkmalen auf demselben Computer-implementierten System wie der Maschinen-Wissensgraph implementiert werden. In anderen Beispielen kann der Wissensgraph von Produktmerkmalen auf einem Computer-implementierten System implementiert werden, das sich von dem unterscheidet, auf dem der Maschinen-Wissensgraph implementiert ist.
Des Weiteren kann der Schritt „Bestimmen“ 200 des einen oder der mehreren Merkmale des herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen das Auswählen 220 des einen oder der mehreren Merkmale des herzustellenden Produkts anhand der in dem Wissensgraphen von Produktmerkmalen enthaltenen Informationen umfassen. Beispielsweise kann der Produktingenieur auf der Grundlage der Anforderungsspezifikation für ein neues Produkt oder eine Produktvariante bestimmte Optionen aus den Designalternativen oder Designoptionen auswählen, die durch den Wissensgraphen von Produktmerkmalen bereitgestellt werden (z. B. durch ein oder mehrere Konzepte des konzeptionellen Modells von Produktmerkmalen). Entsprechend kann diese Auswahl die Suchkriterien 63, 64 für die Analyse der Herstellbarkeit für das neue Produkt oder die Produktvariante definieren. In manchen Beispielen kann dieser Ansatz der vorliegenden Techniken auf bereits vorhandene Produkte oder Produktvarianten angewendet werden. In anderen Beispielen kann die Auswahl für neue Produkte oder Produktvarianten verwendet werden. Beispielweise können Produktingenieure die Herstellbarkeit neuer Produkte in einer frühen Designphase (z. B. direkt nach der Spezifizierung der Kundenanforderungen) unter Verwendung der Techniken der vorliegenden Offenbarung verifizieren. Darüber hinaus können die vorliegenden Techniken, wie weiter unten erläutert, Änderungen berechnen, die an den Produktmerkmalen und/oder an den Maschinenfähigkeiten zur Herstellung des neuen Produkts vorgenommen werden müssen.
In der vorliegenden Offenbarung kann der Wissensgraph von Produktmerkmalen konfiguriert werden, um das eine oder die mehreren ausgewählten Merkmale des herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen 31A, 32A zu übertragen. In manchen Beispielen muss der Produktingenieur nicht die vollständige Spezifikation aller Designalternativen für ein neues Produkt bereitstellen. Wenn der Produktingenieur z. B. keine bestimmte Designalternative für ein bestimmtes Produktmerkmal auswählt, bedeutet dies, dass während der Analyse der Herstellbarkeit alle für dieses Merkmal des neuen Produkts vorgesehenen Designalternativen berücksichtigt werden können, welche im Wissensgraphen von Produktmerkmalen gespeichert sind. Das heißt, dass ein Satz von Produktvarianten (z.B., gegeben durch die Mehrzahl von Produktinstanzen) für die Analyse der Herstellbarkeit aus dem Wissensgraphen von Produktmerkmalen ausgewählt werden kann, anstatt ein vollständig spezifiziertes Produkt, bei dem für jedes Merkmal des Produkts Designalternativen festgelegt wurden. In diesem Zusammenhang sind beispielweise in 2 die Merkmale, die sich auf eine Größe und ein Material des herzustellenden Produkts beziehen, als mögliche ausgewählte Merkmale gezeigt. Des Weiteren kann der Maschinen-Wissensgraph der vorliegenden Techniken so konfiguriert werden, dass er übertragene Merkmale des herzustellenden Produkts empfängt.
In der vorliegenden Techniken kann das Ermitteln 300 der Herstellbarkeit des Produkts weiter das Suchen 310, für jedes Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts, nach einer oder mehreren Maschineninstanzen aus der Mehrzahl von Maschineninstanzen umfassen, deren Datenpunkte von Maschinenfähigkeiten der entsprechenden Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen eine Herstellbarkeit des jeweiligen ausgewählten Merkmales bereitstellen. Wie weiter oben bereits erwähnt, können die Maschinen zu derselben Gruppe von Maschinen oder zu verschiedenen Gruppen von Maschinen gehören, welche sich in derselben Industrieanlage oder in verschiedenen Industrieanlagen befinden können. Der Schritt „Suchen“ 310 des Verfahrens wird unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen durgeführt. In manchen Beispielen kann der Schritt „Ermitteln“ 300 das Suchen, für jedes Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts, nach allen Maschineninstanzen aus der Mehrzahl von Maschineninstanzen umfassen, deren Datenpunkte von Maschinenfähigkeiten der entsprechenden Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen die Herstellbarkeit des jeweiligen ausgewählten Merkmales bereitstellt.
In der vorliegenden Offenbarung kann das Suchen das Identifizieren 320, unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen, einer oder mehrerer Übereinstimmungen (z.B., exakte Übereinstimmungen) zwischen dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts und den im Maschinen-Wissensgraphen enthaltenen Maschineninstanzen umfassen. In manchen Beispielen kann das Identifizieren der einen oder mehreren Übereinstimmungen durch das Vergleichen zwischen dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts und den in den Maschineninstanzen enthaltenen Datenpunkten von Maschinenfähigkeiten durchgeführt werden. Des Weiteren kann das Verfahren das Vormerken 330 einer oder mehrerer entsprechender Maschinen für jedes Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts, für das die Übereinstimmung identifiziert wird. Das herzustellende Produkt (beispielweise ein neue herzustellendes Produkt) kann z. B. ein Gehäusematerial aus Kunststoff erfordern. In einigen Beispielen können eine oder mehrere Maschinen, über die die Informationen im Maschinen-Wissensgraphen enthalten sind, in der Lage sein, Kunststoffgehäuse zu verarbeiten. In diesem Fall kann eine exakte Übereinstimmung identifiziert werden, d. h. die eine oder die mehreren Maschinen oder alle Maschinen, die diese Maschinenfähigkeit besitzen, können vorbemerkt (oder ausgewählt) werden (z. B. durch das Ausführen des oben erwähnten Computer-Programms).
In den Techniken der vorliegenden Offenbarung kann das Suchen das Identifizieren 340, unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen, einer oder mehrerer wertbasierter Übereinstimmungen zwischen dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts und den im Maschinen-Wissensgraphen enthaltenen Maschineninstanzen umfassen. In diesem Zusammenhang sind unter wertbasierten Übereinstimmungen solche Übereinstimmungen zu verstehen, die sich auf Merkmale des Produkts beziehen, welche durch einen oder mehreren Werten charakterisiert sind. In manchen Beispielen kann das Identifizieren der einen oder mehreren wertbasierten Übereinstimmungen durch das Vergleichen zwischen dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts und den in den Maschineninstanzen enthaltenen Datenpunkten von Maschinenfähigkeiten durchgeführt werden. Des Weiteren kann das Identifizieren ferner das Berechnen 350 der einen oder mehreren wertbasierten Übereinstimmungen umfassen. In manchen Beispielen kann das Berechnen basierend auf Regeln durchgeführt werden, die bestimmen, wann eine Maschinenfähigkeit aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten ein Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts verarbeiten kann. Die ausgewählten Merkmale des herzustellenden Produkts können z. B. eine Produktgröße in Bezug auf Länge, Breite und Höhe in Millimetern definieren. In manchen Beispielen kann basierend auf der Maschinenfähigkeit „Max-Fähigkeit“ eine Übereinstimmung durch das Berechnen identifiziert werden (z. B. durch Ausführen des oben erwähnten Computer-Programms), wenn die Produktgröße in Bezug auf Länge, Breite und Höhe kleiner oder gleich dem maximalen Arbeitsbereich ist, den der Maschinentyp oder die Maschine verarbeiten kann. Im einem nächsten Schritt kann das Verfahren das Vormerken 360 einer oder mehrerer entsprechender Maschinen für jedes Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts umfassen, für das die wertbasierte Übereinstimmung identifiziert wird.
Die Techniken der vorliegenden Offenbarung können ferner das Auswählen 370 einer identifizierten Maschine oder einer identifizierten Mehrzahl von Maschinen aus der Mehrzahl von Maschinen umfassen, die für die Herstellbarkeit des herzustellenden Produkts geeignet sind, für die die Übereinstimmung oder die wertbasierte Übereinstimmung mit jedem Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts identifiziert wird. Auf diese Weise können eine oder mehrere Maschinenfähigkeiten aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten bestimmt werden, welche mit jedem entsprechenden Merkmal kompatibel sind. Weiterhin kann ein Anteil der ausgewählten Maschinen unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen bestimmt 380 werden, die für die Herstellbarkeit des herzustellenden Produkts geeignet sind. In manchen Beispielen können die ausgewählten Maschinen von einer Gesamtzahl von Maschinen aus der Mehrzahl von Maschinen ausgewählt werden, die auf einer Industrieanlage vorhanden sind. Darüber hinaus kann das Bestimmen des Anteils der ausgewählten Maschinen für jede Industrieanlage durchgeführt werden, welche mindestens eine ausgewählte Maschine enthält, die für die Herstellbarkeit des herzustellenden Produkts geeignet ist.
Der nächste Schritt der vorliegenden Offenbarung kann ferner das Bestimmen 390, unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen, einer oder mehrerer Maschinen aus der Mehrzahl von Maschinen umfassen, für die keine Übereinstimmung für ein oder mehrere Merkmale aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts identifiziert wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren ferner das Bestimmen, unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen, einer oder mehrerer Maschinen aus der Mehrzahl von Maschinen umfassen, für die keine wertbasierte Übereinstimmung für ein oder mehrere Merkmale aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts identifiziert wird. In manchen Beispielen kann das Verfahren weiterhin das Bestimmen, unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen, eines oder mehrerer Merkmale aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts umfassen, für die keine Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen mit entsprechenden Übereinstimmungen identifiziert wird. Dadurch können eine oder mehrere Maschinenfähigkeiten aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten bestimmt werden, welche mit dem einen oder den mehreren Merkmalen des herzustellenden Produkts inkompatibel sind. Des Weiteren kann das ferner das Bestimmen einer oder mehrerer Maschinen aus der Mehrzahl von Maschinen umfassen, für die die Übereinstimmung oder die wertbasierte Übereinstimmung mit jedem anderen Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts identifiziert wird, die das bestimmte eine oder die mehreren Merkmale nicht enthalten, für die keine Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen identifiziert wird. Die Informationen über nicht passende Maschinenfähigkeiten können beispielweise für die Produkt- bzw. Fertigungsingenieure wertvoll sein, da diese Informationen im Detail erklären, warum ein bestimmtes Produkt oder eine Produktvariante nicht auf einer bestimmten Maschine oder einem bestimmten Maschinentyp hergestellt werden kann.
Der Maschinen-Wissensgraph der vorliegenden Techniken kann weiter ausgelegt sein, um Informationen über ein entsprechendes Ergebnis des Suchen-Schrittes auszugeben. In manchen Beispielen kann die Ausgabe des Ergebnisses das Bereitstellen von Informationen bezüglich des Ergebnisses an einen Fertigungsingenieur umfassen. Zudem kann die Ausgabe des Ergebnisses das Bereitstellen von Informationen bezüglich des Ergebnisses an einen Produktingenieur beinhalten. Die Ausgabe des Ergebnisses kann auch das Anzeigen von Informationen auf einer grafischen Benutzerschnittstelle umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die Informationen bezüglich des Ergebnisses an eine Remote-Vorrichtung oder an eine Einheit bereitgestellt werden. Darüber hinaus können die Informationen bezüglich des Ergebnisses an einen Nutzer gesendet werden.
Ein weiterer Schritt der vorliegenden Offenbarung kann das Auswählen 400 einer oder mehrerer Maschinen der Industrieanlage umfassen, auf denen das Produkt hergestellt werden soll. Zudem kann das Auswählen auf Basis der durch den Maschinen-Wissensgraphen bereitgestellten Informationen erfolgt werden. In einem Beispiel kann die Industrieanlage als geeignet für die Herstellbarkeit des herzustellenden Produkts klassifiziert 410 werden, wenn der Anteil der ausgewählten Maschinen, die auf der Industrieanlage vorhanden und für die Herstellbarkeit des herzustellenden Produkts geeignet sind, einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Anderenfalls kann die Industrieanlage als ungeeignet für die Herstellbarkeit des herzustellenden Produkts klassifiziert werden. So können z. B. diejenigen Industrieanlagen von der Herstellung des herzustellenden Produkts ausgeschlossen werden (z.B. vom Produktingenieur), die einen Prozentsatz an den ausgewählten Maschinen von weniger als beispielweise 95% oder weniger als 70% oder weniger als 45% aufweisen.
Die Techniken der vorliegenden Offenbarung können das Modifizieren des einen oder der mehreren Merkmale aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts umfassen, für die keine Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen mit den entsprechenden Übereinstimmungen identifiziert wird, um zu ermöglichen, dass das herzustellende Produkt auf mindestens einer Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen hergestellt wird, wobei das Modifizieren des einen oder der mehreren Merkmale auf Basis der durch den Maschinen-Wissensgraphen bereitgestellten Informationen erfolgt. Wenn z. B. keine der Maschinen in der Lage sind, das neue Produkt oder die Produktvariante herzustellen (z. B. wenn nicht alle Merkmale des herzustellendes Produkt hergestellt werden können), kann der Produktingenieur diese „problematische“ Merkmale so ändern 65, dass das neue Produkt hergestellt werden kann. Wenn die neue Produktvariante beispielsweise eine Höhe von 240 mm erfordert und die Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen nur Produkte mit einer maximalen Höhe von 235 mm verarbeiten kann, kann der Produktingenieur diese vom Maschinen-Wissensgraphen bereitgestellte Informationen verwenden, was unter anderem das Berechnen von der einen oder mehreren wertbasierten Übereinstimmungen, wie weiter oben offenbart, beinhalten kann. In diesem Beispiel kann der Produktingenieur prüfen, ob das Produkt anders gestaltet werden kann, so dass die Höhe des Produkts kleiner als 235 mm ist.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren das Modifizieren einer oder mehrerer Maschinenfähigkeiten aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten umfassen, wenn keine Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen mit den entsprechenden Übereinstimmungen für das eine oder die mehreren Merkmale identifiziert wird, um zu ermöglichen, dass das herzustellende Produkt auf mindestens einer Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen hergestellt wird. Wie oben erwähnt kann das Modifizieren der einen oder mehreren Maschinenfähigkeiten auf Basis der durch den Maschinen-Wissensgraphen bereitgestellten Informationen erfolgt werden. Wenn beispielsweise keine der Maschinen aus der Mehrzahl von Maschinen in der Lage sind, das neue Produkt oder die Produktvariante herzustellen (z. B. wenn nicht alle Merkmale des herzustellendes Produkt hergestellt werden können), kann der Fertigungsingenieur die vom Maschinen-Wissensgraphen bereitgestellten Informationen in Bezug auf die Maschinenfähigkeiten verwenden, die nicht mit dem neuen Produkt kompatibel sind. Beispielweise kann der Fertigungsingenieur entweder eine oder mehrere Maschinen neu konfigurieren oder diese Maschinen so ändern 55, dass das Produkt hergestellt werden kann.
Die Techniken der vorliegenden Offenbarung können das Herstellen von Produkten unter Verwendung der durch den Maschinen-Wissensgraphen bereitgestellten Informationen umfassen.
Ein zweiter allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Computer-Programm, das dafür ausgelegt ist, um das Computer-implementierte Verfahren gemäß dem ersten allgemeinen Aspekt auszuführen. Die vorliegende Offenbarung betrifft auch ein computer-lesbares Medium und Signale, die das Computer-Programm der vorliegenden Offenbarung speichern oder codieren.
Ein dritter allgemeiner Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Computer-implementiertes System zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten, das dazu ausgelegt ist, um das Computer-Programm des zweiten allgemeinen Aspektes auszuführen. Des Weiteren kann das Computer-implementierte System ferner dazu ausgelegt sein, um den Maschinen-Wissensgraphen zu erzeugen und/oder verwenden. Zudem kann das Computer-implementierte System ferner dazu ausgelegt sein, um den Wissensgraphen von Produktmerkmalen zu erzeugen und/oder verwenden. Darüber hinaus kann das Computer-implementierte System konfigurieret werden, um das Herstellen von Produkten unter Verwendung der durch den Maschinen-Wissensgraphen bereitgestellten Informationen des ersten Aspekts zu steuern. Das Computer-implementierte System kann mindestens einen Prozessor, mindestens einen Speicher (der Programme enthalten kann, die, wenn ausgeführt, die Verfahren der vorliegenden Offenbarung ausführen) sowie mindestens eine Schnittstelle für Eingänge und Ausgänge aufweisen.

Claims

Computer-implementiertes Verfahren zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten, wobei das Verfahren umfasst: das Bereitstellen (100) eines auf einem Computer implementierten Maschinen-Wissensgraphen (1), der Informationen über eine Mehrzahl von Maschinen enthält, wobei der Maschinen-Wissensgraph umfasst: ein konzeptionelles Modell (10), das eine Mehrzahl von Konzepten (11, 12) umfasst, wobei jedes Konzept eine entsprechende Maschinenfähigkeit aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten abbildet, und wobei die Konzepte mit Attributen (13-15) versehen sind und deren jeweilige Beziehungen untereinander definiert sind; eine Mehrzahl von Maschineninstanzen (20), die den jeweiligen Konzepten in dem konzeptionellen Modell zugeordnet sind, wobei jede Maschineninstanz (21) Datenpunkte von Maschinenfähigkeiten (22-24) der entsprechenden Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen aufweist; das Bereitstellen (200) eines oder mehrerer Merkmale eines herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen; das Ermitteln (300) einer Herstellbarkeit eines Produkts anhand der in dem Maschinen-Wissensgraphen enthaltenen Informationen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen (200) des einen oder der mehreren Merkmale des herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen weiter das Bereitstellen (210) eines Wissensgraphen von Produktmerkmalen (2) umfasst, der Informationen über eine Mehrzahl von Produkten enthält, wobei der Wissensgraph von Produktmerkmalen umfasst: ein konzeptionelles Modell von Produktmerkmalen (30), das eine andere Mehrzahl von Konzepten (31, 32) umfasst, wobei jedes Konzept aus der anderen Mehrzahl von Konzepten ein entsprechendes Produktmerkmal aus einer Mehrzahl von Produktmerkmalen abbildet, wobei die Konzepte aus der anderen Mehrzahl von Konzepten mit Attributen versehen sind und deren jeweilige Beziehungen untereinander definiert sind; eine Mehrzahl von Produktinstanzen (40), die den jeweiligen Konzepten aus der anderen Mehrzahl von Konzepten in dem konzeptionellen Modell von Produktmerkmalen zugeordnet sind, wobei jede Produktinstanz (41) Datenpunkte (42, 43) von Produktmerkmalen des entsprechenden Produkts aus der Mehrzahl von Produkten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Bereitstellen des einen oder der mehreren Merkmale des herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen das Auswählen (220) des einen oder der mehreren Merkmale des herzustellenden Produkts anhand der in dem Wissensgraphen von Produktmerkmalen enthaltenen Informationen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Wissensgraph von Produktmerkmalen konfiguriert ist, um das eine oder die mehreren ausgewählten Merkmale des herzustellenden Produkts in den Maschinen-Wissensgraphen (31A, 32A) zu übertragen, und wobei der Maschinen-Wissensgraph konfiguriert ist, um übertragene Merkmale des herzustellenden Produkts zu empfangen.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Ermitteln (300) der Herstellbarkeit des Produkts weiter, für jedes Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts, das Suchen (310) nach einer oder mehreren Maschineninstanzen aus der Mehrzahl von Maschineninstanzen umfasst, deren Datenpunkte von Maschinenfähigkeiten der entsprechenden Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen eine Herstellbarkeit des jeweiligen ausgewählten Merkmales bereitstellen, wobei das Suchen unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen durgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Suchen das Identifizieren (320), unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen, einer oder mehrerer Übereinstimmungen zwischen dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts und den im Maschinen-Wissensgraphen enthaltenen Maschineninstanzen umfasst, optional wobei das Identifizieren der einen oder mehreren Übereinstimmungen durch das Vergleichen zwischen dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts und den in den Maschineninstanzen enthaltenen Datenpunkten von Maschinenfähigkeiten durchgeführt wird, weiter optional das Verfahren ferner das Vormerken (330) einer oder mehrerer entsprechender Maschinen für jedes Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts, für das die Übereinstimmung identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Suchen das Identifizieren (340), unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen, einer oder mehrerer wertbasierter Übereinstimmungen zwischen dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts und den im Maschinen-Wissensgraphen enthaltenen Maschineninstanzen umfasst, optional wobei das Identifizieren der einen oder mehreren wertbasierten Übereinstimmungen durch das Vergleichen zwischen dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts und den in den Maschineninstanzen enthaltenen Datenpunkten von Maschinenfähigkeiten durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Identifizieren ferner das Berechnen (350) der einen oder mehreren wertbasierten Übereinstimmungen umfasst, wobei das Berechnen basierend auf Regeln durchgeführt wird, die bestimmen, wann eine Maschinenfähigkeit aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten ein Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts verarbeiten kann, optional wobei das Verfahren ferner umfassend das Vormerken (360) einer oder mehrerer entsprechender Maschinen für jedes Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts, für das die wertbasierte Übereinstimmung identifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, ferner umfassend das Auswählen (370) einer identifizierten Maschine oder einer identifizierten Mehrzahl von Maschinen aus der Mehrzahl von Maschinen, die für die Herstellbarkeit des herzustellenden Produkts geeignet sind, für die die Übereinstimmung oder die wertbasierte Übereinstimmung mit jedem Merkmal aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts identifiziert wird, und somit das Bestimmen einer oder mehrerer Maschinenfähigkeiten aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten, welche mit jedem entsprechenden Merkmal kompatibel sind, optional wobei das Verfahren weiter umfassend das Bestimmen (380), unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen, eines Anteils der ausgewählten Maschinen, die für die Herstellbarkeit des herzustellenden Produkts geeignet sind, wobei die ausgewählten Maschinen von einer Gesamtzahl von Maschinen aus der Mehrzahl von Maschinen ausgewählt sind, die auf einer Industrieanlage vorhanden sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend das Bestimmen, unter Verwendung des Maschinen-Wissensgraphen, eines oder mehrerer Merkmale aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts, für die keine Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen mit entsprechenden Übereinstimmungen identifiziert wird, und somit das Bestimmen einer oder mehrerer Maschinenfähigkeiten aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten, welche mit dem einen oder den mehreren Merkmalen des herzustellenden Produkts inkompatibel sind.
Verfahren nach Anspruch 10, weiter umfassend das Modifizieren des einen oder der mehreren Merkmale aus dem einen oder den mehreren ausgewählten Merkmalen des herzustellenden Produkts, für die keine Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen mit den entsprechenden Übereinstimmungen identifiziert wird, um zu ermöglichen, dass das herzustellende Produkt auf mindestens einer Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen hergestellt wird, wobei das Modifizieren des einen oder der mehreren Merkmale auf Basis der durch den Maschinen-Wissensgraphen bereitgestellten Informationen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, weiter das Modifizieren einer oder mehrerer Maschinenfähigkeiten aus einer Mehrzahl von Maschinenfähigkeiten umfasst, wenn keine Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen mit den entsprechenden Übereinstimmungen für das eine oder die mehreren Merkmale identifiziert wird, um zu ermöglichen, dass das herzustellende Produkt auf mindestens einer Maschine aus der Mehrzahl von Maschinen hergestellt wird, wobei das Modifizieren der einen oder mehreren Maschinenfähigkeiten auf Basis der durch den Maschinen-Wissensgraphen bereitgestellten Informationen erfolgt.
Ein Computer-Programm, das dafür ausgelegt ist, um das Computer-implementierte Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Ein Computer-implementiertes System zum Analysieren einer Herstellbarkeit von Produkten, das dazu ausgelegt ist, um das Computer-Programm nach Anspruch 13 auszuführen.